JP6813379B2 - Detection element mounting board, detection device and detection module - Google Patents
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Description
本発明は、検出素子搭載用基板、検出装置および検出モジュールに関するものである。 The present invention relates to a substrate for mounting a detection element, a detection device, and a detection module.
従来、絶縁基板の主面にX線検出素子を搭載する検出素子搭載用基板および検出装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, a detection element mounting substrate and a detection device in which an X-ray detection element is mounted on the main surface of an insulating substrate are known (see, for example, Patent Document 1).
このような検出素子搭載用基板において、絶縁基板の内部に、X線を減衰するための複数のビアを配置しているものが知られている。 In such a substrate for mounting a detection element, it is known that a plurality of vias for attenuating X-rays are arranged inside the insulating substrate.
しかしながら、検出装置の高精度化が求められてきている。このような場合、検出素子搭載用基板内により多くのビアを配置することが必要となっており、複数のビアが絶縁基板の一方主面側に偏倚して、かつ密集して配置されていると、製作時に絶縁基板に変形が生じたり、絶縁基板にクラックが生じやすくなることが懸念される。このため、X線を良好に検出することが困難となることが懸念される。 However, there is a demand for higher accuracy of the detection device. In such a case, it is necessary to arrange more vias in the substrate for mounting the detection element, and a plurality of vias are arranged unevenly and densely on one main surface side of the insulating substrate. Then, there is a concern that the insulating substrate may be deformed during production or cracks may easily occur in the insulating substrate. Therefore, there is a concern that it will be difficult to detect X-rays well.
本発明の一つの態様によれば、検出素子搭載用基板は、第1主面と、該第1主面にX線を検出する検出素子を搭載する第1搭載部と、前記第1主面に相対する第2主面と、該第2主面に電子素子を搭載する第2搭載部と、内部に設けられた配線導体と、該配線導体に接続された接続導体と、群を成した複数のビアを含み、平面視で矩形状の絶縁基板を有しており、前記配線導体および前記接続導体は、検出素子または電子素子に電気的に接続されるものであり、前記絶縁基板の厚み方向において、前記複数のビアは、前記配線導体に接続しておらず、前記第1主面または前記第2主面と前記配線導体との間に設けられている。
According to one aspect of the present invention, the detection element mounting substrate includes a first main surface, a first mounting portion on which a detection element for detecting X-rays is mounted on the first main surface, and the first main surface. The second main surface facing the surface, the second mounting portion on which the electronic element is mounted on the second main surface, the wiring conductor provided inside, and the connection conductor connected to the wiring conductor form a group. It contains a plurality of vias and has a rectangular insulating substrate in a plan view, and the wiring conductor and the connecting conductor are electrically connected to a detection element or an electronic element, and the thickness of the insulating substrate. In the direction, the plurality of vias are not connected to the wiring conductor and are provided between the first main surface or the second main surface and the wiring conductor.
本発明の一つの態様によれば、検出装置は、上記構成の検出素子搭載用基板と、前記第1搭載部に搭載された検出素子と、前記第2搭載部に搭載された電子素子とを有している。 According to one aspect of the present invention, the detection device includes a detection element mounting substrate having the above configuration, a detection element mounted on the first mounting portion, and an electronic element mounted on the second mounting portion. Have.
本発明の一つの態様によれば、検出モジュールは、接続パッドを有するモジュール基板と、前記接続パッドにはんだを介して接続された上記構成の検出装置とを有している。 According to one aspect of the present invention, the detection module has a module substrate having a connection pad and a detection device having the above configuration connected to the connection pad via solder.
本発明の一つの態様による検出素子搭載用基板は、上記構成により、絶縁基板の厚み方向において、複数のビアに対して相対するように配線導体を配置しているので、複数のビアの偏倚および密集による応力の偏りを低減することでき、検出素子搭載用基板の製作時に、例えば焼成における熱収縮による応力で絶縁基板に変形が生じたり、絶縁基板にクラックが生じやすくなることを抑制し、X線を良好に検出することができる。
Detecting device mounting board according to one aspect of the present invention, the upper Symbol structure in the thickness direction of the insulating substrate, so that by arranging the wiring conductor so as to face to a plurality of vias, the bias of the plurality of vias In addition, it is possible to reduce the bias of stress due to density, and it is possible to prevent the insulating substrate from being deformed or cracked easily due to stress due to heat shrinkage during firing, for example, when manufacturing a substrate for mounting a detection element. X-rays can be detected well.
本発明の一つの態様による検出装置は、上記構成の検出素子搭載用基板と、前記第1搭載部に搭載された検出素子と、前記第2搭載部に搭載された電子素子とを有していることによって、信頼性に優れたものとすることができる。
Detection device according to one aspect of the present invention, comprises a detection device mounting board having the above structure, the detection element mounted on the first mounting portion, and an electronic device mounted on the second mounting part by there can be provided with excellent reliability.
本発明の一つの態様による検出モジュールは、接続パッドを有するモジュール基板と、接続パッドにはんだを介して接続された上記構成の検出装置とを有していることによって、信頼性に優れたものとすることができる。 Detection module according to one embodiment of the present invention includes: a module substrate having a connection pad, by having a detection device connected to the structure via a solder connection pads, and is excellent in reliability can do.
本発明のいくつかの例示的な実施形態について、添付の図面を参照しつつ説明する。 Some exemplary embodiments of the invention will be described with reference to the accompanying drawings.
(第1の実施形態)
本発明の第1の実施形態における検出装置は、図1〜図3に示すように、検出素子搭載用基板1と、検出素子搭載用基板1の第1主面11aに搭載された検出素子2と、検出素子搭載用基板1の第2主面11bに搭載された電子素子3とを含んでいる。検出装置は、例え
ば、検出モジュールを構成するモジュール基板上にはんだを用いて接続される。
(First Embodiment)
As shown in FIGS. 1 to 3, the detection device according to the first embodiment of the present invention includes a detection
本実施形態における検出素子搭載用基板1は、第1主面11aと、第1主面11aにX線を検出する検出素子2を搭載する第1搭載部12と、第1主面11aに相対する第2主面11bと、第2主面11bに電子素子3を搭載する第2搭載部13と、絶縁基板11の内部に設けられた配線導体14と、群15Gを成した複数のビア15を含み、平面視で矩形状の絶縁基板11を有している。複数のビア15は、絶縁基板11の厚み方向において、第1主面11aまたは第2主面11b側のいずれかに偏倚して配置されている。第1主面11aまたは第2主面11bと配線導体14との間に設けられている。検出素子搭載用基板1は、絶縁基板11の内部に設けられた接続導体16と絶縁基板11の表面に設けられた配線パターン17とを有している。図1〜図3において、検出素子搭載用基板1および検出装置は仮想のxyz空間におけるxy平面に実装されている。図1〜図3において、上方向とは、仮想のz軸の正方向のことをいう。なお、以下の説明における上下の区別は便宜的なものであり、実際に検出素子搭載用基板1等が使用される際の上下を限定するものではない。また、絶縁基板11の厚み方向とは、図1〜図3において、z軸の方向のことをいう。
The detection
絶縁基板11は、第1主面11a(図1〜図3では上面)および第2主面11b(図1〜図3では下面)と、側面とを有している。絶縁基板11は、複数の絶縁層11cからなり、平面視すなわち主面に垂直な方向から見ると矩形の板状の形状を有している。絶縁基板11は検出素子2および電子素子3を支持するための支持体として機能し、第1主面11aの第1搭載部12上に検出素子2とが、第2主面11bの第2搭載部13上に電子素子3とが、はんだバンプ、金バンプまたは導電性樹脂(異方性導電樹脂等)等の接続部材4を介して接着されて固定される。
The
絶縁基板11は、例えば、酸化アルミニウム質焼結体(アルミナセラミックス),窒化アルミニウム質焼結体,窒化珪素質焼結体、ムライト質焼結体またはガラスセラミックス焼結体等のセラミックスを用いることができる。絶縁基板11は、例えば酸化アルミニウム質焼結体である場合であれば、酸化アルミニウム(Al2O3),酸化珪素(SiO2),酸化マグネシウム(MgO),酸化カルシウム(CaO)等の原料粉末に適当な有機バインダーおよび溶剤等を添加混合して泥漿物を作製する。この泥漿物を、従来周知のドクターブレード法またはカレンダーロール法等を採用してシート状に成形することによってセラミックグリーンシートを作製する。次に、このセラミックグリーンシートに適当な打ち抜き加工を施すとともに、セラミックグリーンシートを複数枚積層して生成形体を形成し、この生成形体を高温(約1600℃)で焼成することによって絶縁基板11が製作される。
For the
絶縁基板11の第1主面11aに、検出素子2を搭載する第1搭載部12が設けられており、絶縁基板11の第2主面11bに、電子素子3を搭載する第2搭載部13が設けられている。絶縁基板11の第1主面11aには、検出素子2と電気的に接続するための配線パターン17が設けられている。絶縁基板11の第2主面11bには、電子素子3と電気的に接続するための配線パターン17が設けられている。
A
配線導体14および接続導体16は、絶縁基板11の内部に設けられており、電気的に接続されている。また、配線導体14および接続導体16は、配線パターン17に電気的に接続されている。配線導体14および接続導体16、配線パターン17は、検出素子搭載用基板1に搭載された検出素子2および電子素子3とモジュール基板とを電気的に接続するためのものである。配線導体14は、絶縁基板11の内部に設けられた配線導体14と、絶縁基板11を構成する絶縁層11cを貫通して上下に位置する配線導体14同士を電気的に接続する、あるいは配線パターン17と電気的に接続する貫通導体とを含んでいる。なお、接続導体16は、図1〜図3に示す例では、絶縁基板11の厚み方向の中央部から第2主面11bにかけて、絶縁基板11の複数の絶縁層11cを貫通している。
The
配線導体14および接続導体16、ならびに配線パターン17は、例えばタングステン(W),モリブデン(Mo),マンガン(Mn)等を主成分とする金属粉末メタライズである。例えば、絶縁基板11が酸化アルミニウム質焼結体から成る場合であれば、W,MoまたはMn等の高融点金属粉末に適当な有機バインダーおよび溶媒等を添加混合して得たメタライズペーストを、絶縁基板11用のセラミックグリーンシートに予めスクリーン印刷法によって所定のパターンに印刷塗布して、絶縁基板11用のセラミックグリーンシートと同時に焼成することによって、絶縁基板11の所定位置に被着形成される。配線導体14および配線パターン17は、例えば、絶縁基板11用のセラミックグリーンシートに、配線導体14用または配線パターン17用のメタライズペーストをスクリーン印刷法等の印刷手段によって印刷塗布し、絶縁基板11用のセラミックグリーンシートとともに焼成することによって形成される。また、配線導体14が貫通導体である場合、あるいは接続導体16は、例えば、絶縁基板11用のセラミックグリーンシートに金型またはパンチングによる打ち抜き加工またはレーザー加工等の加工方法によって貫通導体用の貫通孔を形成し、この貫通孔に、貫通導体用または接続導体16用のメタライズペーストを上記印刷手段によって充填しておき、絶縁基板11用のセラミックグリーンシートとともに焼成することによって形成される。メタライズペーストは、上述の金属粉末に適当な溶剤およびバインダーを加えて混練することによって、適度な粘度に調整して作製される。なお、絶縁基板11との接合強度を高めるために、ガラス粉末、セラミック粉末を含んでいても構わない。
The
ビア15は、絶縁基板11の内部に、絶縁基板11の厚み方向(図1ではz方向)に複数設けられている。複数のビア15は、絶縁基板11の厚み方向において、第1主面11aまたは第2主面11bと配線導体14との間に設けられている。複数のビア15は、図2に示される例において、第1主面11a側から4番目の絶縁層11cに設けられており、第2主面11bと配線導体14との間に設けられている。
A plurality of
ビア15は、検出素子搭載用基板1の第1主面11a側に照射されたX線を遮断するものであり、絶縁基板11の第2主面11b側に透過し、電子素子3に照射されるのを抑制するものである。ビア15は、タングステンまたはモリブデンを主原料とした材料が好適に使用され、上述の配線導体14の貫通導体と同様の方法により形成される。ビア15は、図1〜図3に示す例では、絶縁基板11を構成する複数に積層された絶縁層11cのうち、絶縁基板11の第2主面11b側の絶縁層11cに偏倚して設けられている。ビア15は、平面視において、円形状を有している。第1の実施形態の検出素子搭載用基板1において、ビア15は円柱状である。
The via 15 blocks the X-rays emitted to the first main surface 11a side of the detection
検出素子搭載用基板1は、絶縁基板11の内部に複数のビア15を有しており、複数のビア15は群15Gを成している。群15Gが格子状である格子部を有している。ここで、群15Gが格子部を有しているとは、図2に示す例のように、複数のビア15の群15Gが、格子状に配列されていることを示している。なお、図2に示す例においては、複数のビア15の群15Gは、平面透視において、配線導体14の貫通導体を囲むように、格子状に配列されている。この場合、配線導体14の貫通導体とビア15との間隔は、平面透視において、近傍に配置された隣接するビア15同士の間隔よりも大きく、複数のビア15は、隣接する配線導体14の貫通導体同士の中央部に沿って配置されている。
The detection
ビア15の厚み(絶縁基板11のZ方向の長さ)は、X線の強度により設定され、例えば、100μm〜300μm程度に形成される。なお、ビア15は、図3に示す例では、絶縁基板11の厚み方向の第2主面11b側寄りに配置された1つの絶縁層11cに形成しているが、図4に示す例のように、絶縁基板11の内部に、複数の絶縁層11cに形成しても構わない。例えば、100μmの厚さのビア15を2つの絶縁層11cにそれぞれ形成しておき、これらの絶縁層11cを絶縁基板11の厚み方向に積み重ねることにより、200μmの厚さとなるビア15を形成
しても構わない。この場合、ビア15が設けられる1つの絶縁層11cの厚みを小さくすることで、検出素子搭載用基板1の製作時において、1つの絶縁層11cの厚みを大きくする場合と比較して、隣接するビア15間にクラックの発生を生じにくくすることができ、同一の絶縁層11cにおけるビア15間同士の間隔を小さくすることができるので、絶縁基板11内に複数のビア15を格子状に密集して設けることができ、検出装置の作動時に電子素子3等の熱が検出素子搭載用基板1に伝わり、絶縁層11cとビア15との熱膨張差による応力が発生しようとしても、複数のビア15による群15Gが有する格子部で応力が分散されて、検出素子搭載用基板1に歪みが生じることを抑制することができ、X線を良好に検出することができる。なお、ビア15が設けられる1つの絶縁層11cの厚みは、ビア15の径以下とすることが好ましい。また、それぞれの群15Gにおける効果を効率よくするため、それぞれの絶縁層11cの厚みが同じ大きさとなる、すなわち均等に設けることが好ましい。また、絶縁基板11の最外周側に配置されたビア15と絶縁基板11との間の間隔は、絶縁基板11の側面側に応力が加えられた際に、複数のビア15による群15Gの応力分散のバランスが崩れることを抑制するため、隣接するビア15間の間隔よりも大きくなるように配置されていることが好ましい。より好ましくは、絶縁基板11の最外周側に配置されたビア15と絶縁基板11との間の間隔は、隣接するビア15間の間隔の2倍以上である。
The thickness of the via 15 (the length of the insulating
また、第1主面11a側の絶縁層11cの厚みおよび第2主面11b側の絶縁層11cの厚みを、ビア15が設けられる絶縁層11cの厚みよりも大きくしておくと、ビア15が設けられた絶縁層11cを挟むようにして保持することにより、検出装置の作動時に発熱し、検出素子搭載用基板1に歪みが生じることを抑制することができ、X線を良好に検出することができる。
Further, if the thickness of the insulating
また、平面透視において、複数のビア15による群15Gは格子部から延出された延出部Lを有している。このような構成により、検出装置の作動時に電子素子3等の熱が検出素子搭載用基板1に伝わり、絶縁体である絶縁層11cと金属導体であるビア15との熱膨張差による応力が発生しようとしても、複数のビア15による群15Gが有する格子部および格子部から延出された延出部Lで応力が分散されて、格子部の外側近傍においても歪みが生じることを抑制することができ、X線を良好に検出することができる。
Further, in plan perspective, the
なお、延出部Lにおいても、絶縁基板11の最外周側に配置されたビア15と絶縁基板11との間の間隔は、上述と同様に、隣接するビア15間の間隔の2倍以上であることが好ましい。
In the extending portion L, the distance between the via 15 arranged on the outermost peripheral side of the insulating
平面透視において、格子部から延出された延出部Lは絶縁基板11の周縁部に設けられている。このような構成により、検出装置の作動時に電子素子3等の熱が検出素子搭載用基板1に伝わり、検出素子搭載用基板1の周縁部(外縁)において、絶縁体である絶縁層11cと金属導体であるビア15との熱膨張差による応力が発生しようとしても、複数のビア15による群15Gが有する格子部および格子部から延出された延出部Lで応力が分散されて、検出素子搭載用基板1の周縁部においても歪みが生じることを抑制することができ、X線を良好に検出することができる。
In the plan perspective, the extending portion L extending from the lattice portion is provided on the peripheral edge portion of the insulating
配線導体14の絶縁基板11から露出する表面には、電気めっき法または無電解めっき法によって金属めっき層が被着される。金属めっき層は、ニッケル,銅,金等の耐食性および接続部材4との接続性に優れる金属から成るものであり、例えば厚さ0.5〜5μm程度の
ニッケルめっき層と0.1〜3μm程度の金めっき層とが順次被着される。これによって、
配線導体14が腐食することを効果的に抑制できるとともに、配線導体14と接続部材4との接合、ならびに配線導体14とモジュール基板に形成された接続用の接続パッドとの接合を強固にできる。
A metal plating layer is adhered to the surface of the
Corrosion of the
検出素子搭載用基板1の第1主面11aの第1搭載部12上に検出素子2を搭載し、検出素子搭載用基板1の第2主面11bの第2搭載部13上に電子素子3を搭載することによって、検出装置を作製できる。
The
検出素子2は、検出素子搭載用基板1に入射されるX線を、電気信号に変換するための素子である。検出素子2は、例えば、X線を光に変換するシンチレータと、光を電気信号に変換するフォトダイオードとを有している。検出装置に入射されたX線をシンチレータにより光に変換し、その光をフォトダイオードにより電気信号に変換する。電子素子3は、検出素子2から出力される電気信号を検出し、情報として処理するための素子であり、例えば、集積回路デバイスである。検出素子2および電子素子3は、例えば、はんだバンプ、金バンプまたは導電性樹脂(異方性導電樹脂等)等の接続部材4を介して、検出素子2の電極または電子素子3の電極と配線導体14とが電気的および機械的に接続されることによって検出素子搭載用基板1に搭載される。
The
ビア15は、平面透視において、X線を光に変換するシンチレータの非形成部を覆うように、複数のビア15が群15Gを成しており、平面透視において群15Gが格子状に設けられている。群15Gは、平面透視において、シンチレータの非形成部の幅よりも幅広に設けられている。絶縁基板11内を透過するX線が、検出素子搭載用基板1の第2搭載部13に搭載された電子素子3に照射されることを低減することで、電子素子3の機能低下を抑制することができ、電気信号を良好に検出し、処理することができる。
In the plane perspective, a plurality of
本実施形態の検出装置の配線導体14が、モジュール基板の接続パッドにはんだを介して接続されて、検出モジュールとなる。
The
本実施形態の検出素子搭載用基板1は、第1主面11aと、第1主面11aにX線を検出する検出素子2を搭載する第1搭載部12と、第1主面11aに相対する第2主面11bと、第2主面11bに電子素子3を搭載する第2搭載部13と、内部に設けられた配線導体14と、群15Gを成した複数のビア15を含み、平面視で矩形状の絶縁基板11を有しており、絶縁基板11の厚み方向において、複数のビア15は、第1主面11aまたは第2主面11bと配線導体14との間に設けられている。上記構成により、絶縁基板11の厚み方向において、複数のビア15に対して相対するように配線導体14を配置しているので、複数のビア15の偏倚および密集による応力の偏りを低減することでき、検出素子搭載用基板1の製作時に、例えば焼成における熱収縮による応力で絶縁基板11に変形が生じたり、絶縁基板11にクラックが生じやすくなることを抑制し、X線を良好に検出することができる。
The detection
また、複数のビア15は、図3に示す例において、第2主面11bと配線導体14との間に設けられているが、図5に示す例のように、第1主面11aと配線導体14との間に設けられていても構わない。複数のビア15により、検出素子2に近い第1主面11a側にて、X線を遮断することで、絶縁基板11の第2主面11b側に透過して電子素子3に照射されるのをより良好に抑制することができる。後述の実施形態の検出素子搭載用基板1においても同様に、複数のビア15は、第1主面11aと配線導体14との間に設けられていても構わない。
Further, the plurality of
また、群15Gは、図2、3に示される例のように、面状に設けられた金属層18に接続されていると、平面透視において、金属層18が複数のビア15間の間を覆うこととなり、検出素子搭載用基板1内におけるビア15の非形成部を補填し、X線の遮断をより効果的に行うことで、検出素子搭載用基板1の第1主面11a側に照射されたX線を良好に遮断して、絶縁基板11の第2主面11b側に透過し、電子素子3に照射されるのを良好に抑制することができる。
Further, when the
金属層18は、平面透視において、ビア15と同様に、X線を光に変換するシンチレータの
非形成部に重なるように、格子状に設けられており、平面透視において、複数のビア15の群15Gと重なるように設けられている。
Similar to the via 15, the
このような金属層18は、タングステンまたはモリブデンを主原料とした材料が好適に使用され、上述の配線導体14と同様の製造方法により、製作することができる。金属層18は、平面視において、金属層18の幅を格子部の幅よりも大きくしておくと、複数のビア15を良好に保持し、検出装置の作動時に、検出素子搭載用基板1に歪みが生じることを抑制することができ、X線を良好に検出することができる。
Such a
また、金属層18は、5〜30μm程度の厚みに設けられている。金属層18の厚みは、平面透視において複数のビア15間の間隙よりも大きいことが好ましい。
The
また、金属層18は、図3に示す例のように、複数のビア15に接続される、すなわち複数の絶縁層11c間に配置され、厚み方向に複数形成されていてもよい。例えば、金属層18が、格子状の複数のビア15の群15Gに接続しておくことで、複数のビア15を保持し、例えば検出装置の作動時に電子素子3等の熱が検出素子搭載用基板1に伝わり、絶縁層11cとビア15との熱膨張差による応力が発生しようとしても、金属層18で応力が分散されて、検出素子搭載用基板1が歪むことをより効果的に抑制することができる。
Further, the
また、平面透視において、群15Gの領域は第2搭載部13の領域を含むように設けられていると、第2搭載部13の領域に対して、検出素子搭載用基板1の第1主面11a側に照射されたX線を良好に遮断して、第2主面11b側に透過し、電子素子3に照射されるのを良好に抑制することができX線を良好に検出することができる。
Further, in the plane perspective, if the region of the
絶縁基板11は、配線導体14に接続されており、第2主面11bに導出され、電子素子3に接続される接続導体16を有しており、平面透視において、群15Gの外縁部は第2主面11bの接続導体16より外側に位置していると、第2搭載部13の領域に対して、検出素子搭載用基板1の第1主面11a側に照射されたX線を良好に遮断して、第2主面11b側に透過し、電子素子3に照射されるのを良好に抑制することができX線を良好に検出することができる。
The insulating
本発明の一つの態様による検出装置において、上記構成の検出素子搭載用基板1と、第1搭載部12に搭載された検出素子2と、第2搭載部13に搭載された電子素子3とを有していることによって、信頼性に優れた検出装置とすることができる。
In the detection device according to one aspect of the present invention, the detection
本発明の一つの態様による検出モジュールにおいて、接続パッドを有するモジュール基板と、接続パッドにはんだを介して接続された上記構成の検出装置とを有していることによって、信頼性に優れた検出モジュールとすることができる。 In the detection module according to one aspect of the present invention, a detection module having an excellent reliability is provided by having a module substrate having a connection pad and a detection device having the above configuration connected to the connection pad via solder. Can be.
(第2の実施形態)
次に、本発明の第2の実施形態による検出装置について、図6〜図9を参照しつつ説明する。
(Second Embodiment)
Next, the detection device according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 6 to 9.
本発明の第2の実施形態における検出装置において、上記した実施形態の検出装置と異なる点は、絶縁基板11の厚み方向において、第1主面11aと配線導体14との間に面上の補助金属層19が設けられている点である。この場合、複数のビア15が第2主面11bと配線導体14との間に設けられている。
The detection device according to the second embodiment of the present invention differs from the detection device according to the above-described embodiment in that the auxiliary on the surface between the first main surface 11a and the
本発明の第2の実施形態における検出素子搭載用基板1によれば、第1の実施形態の検出装置用基板1と同様に、絶縁基板11の厚み方向において、複数のビア15に対して相対す
るように配線導体14を配置しているので、複数のビア15の偏倚および密集による応力の偏りを低減することでき、検出素子搭載用基板1の製作時に、例えば焼成における熱収縮による応力で絶縁基板11に変形が生じたり、絶縁基板11にクラックが生じやすくなることを抑制し、X線を良好に検出することができる。
According to the detection
また、絶縁基板11の厚み方向において、複数のビア15が第2主面11bと配線導体14との間に設けられており、第1主面11aと配線導体14との間に面上の補助金属層19が設けられていることによって、複数のビア15が複数の絶縁層11cに設けられたとしても、絶縁基板11の厚み方向において、複数のビア15に対して相対するように配線導体14および補助金属層19を配置しているので、複数のビア15の偏倚および密集による応力の偏りをより低減することでき、検出素子搭載用基板1の製作時に、例えば焼成における熱収縮による応力で絶縁基板11に変形が生じたり、絶縁基板11にクラックが生じやすくなることをより抑制し、X線を良好に検出することができる。
Further, in the thickness direction of the insulating
補助金属層19は、平面透視において、絶縁層11cの50%以上の面積に形成されていることが好ましい。また、補助金属層19は、配線導体14と電気的に接続されていても良いし、配線導体14と電気的に非接続されていても良い。補助金属層19は、例えば、第1主面11aと配線導体14との間に、電源層として形成されているものであってもよい。
The
補助金属層19は、タングステンまたはモリブデンを主原料とした材料が好適に使用され、上述の配線導体14または配線パターン17と同様の材料および方法により製作することができる。補助金属層19は、5〜30μm程度の厚みに設けられている。
A material mainly made of tungsten or molybdenum is preferably used for the
また、第2の実施形態の検出装置搭載用基板1において、複数のビア15が、3つの絶縁層11cに設けられており、3つの絶縁層11cに設けられたビア15(第1のビア15a、第2のビア15b、第3のビア15c)が、平面透視において、互いにずれて配置されている。このようにすると、1つの絶縁層11cに設けるビア15の数を低減できるので、ビア15間にクラックが生じたりすることを抑制し、X線を良好に検出することができる。
Further, in the detection
また、ビア15の群15Gは、それぞれの絶縁層11cにおいて、格子状である格子部を有している。第1のビア15aと第2のビア15bと第3のビア15cとは、同じ直径および同じ厚みにてそれぞれの絶縁層11cに設けられている。また、それぞれの絶縁層11cに設けられたビア15同士が、平面透視において、互いにずれて配置されている。すなわち、第1のビア15aは、平面透視において、第2のビア15bと第3のビア15cとの間を覆うように設けられている。第1の絶縁層11cに設けられた第1のビア15aと、第2の絶縁層11cに設けられた第2のビア15bと、第3の絶縁層11cに設けられたビア15cとは、平面透視において隣接するそれぞれのビア15の中心を結ぶ仮想線が三角形状となるように配置されている。この構成により、平面透視において、第1のビア15aが、第2のビア15bおよび第3のビア15との間を覆うように配置され、複数のビア15の群15Gにおけるビア15の非形成部を少なくし、検出素子搭載用基板1の第1主面11a側に照射されたX線を良好に遮断して、第2主面11b側に透過し、電子素子3に照射されるのを良好に抑制することができる。なお、第1のビア15aと、第2のビア15bと、第3のビア15cとは、それぞれのビア15の中心を結ぶ仮想線が、平面透視において、正三角形状となるように配置されていることがより好ましい。上述の場合、3つの絶縁層11cに設けられるビア15(第1のビア15a、第2のビア15b、第3のビア15c)は、平面透視で、同じ絶縁層11cに設けられるビア15同士の間隔を直径の2倍としておくと、互いのビア15の間を良好に覆うことができる。
Further, the
また、絶縁基板11内の1つの絶縁層11cにおけるビア15を少なくしても、平面透視において、格子状の複数の群15Gを絶縁基板11内に密集して設けることできるので、検出素子搭載用基板1の製作時において、1つの絶縁層11cにおける隣接するビア15間にクラック
の発生を生じにくくすることができる。
Further, even if the vias 15 in one insulating
なお、それぞれのビア15(15a〜15c)の厚みは、平面透視における隣接するビア15(15a〜15c)の間隙以上としておくことが好ましい。 The thickness of each via 15 (15a to 15c) is preferably set to be equal to or larger than the gap between adjacent vias 15 (15a to 15c) in plan perspective.
また、例えば、図7に示す例のように、ビア15が複数の絶縁層11cにそれぞれ設けられる場合、延出部Lは、ビア15が設けられた複数の絶縁層11cのそれぞれに設けることが好ましい。
Further, for example, when the via 15 is provided in each of the plurality of insulating
なお、第1のビア15a、第2のビア15b、第3のビア15cが設けられる絶縁層11cの厚みは、それぞれのビア15の径以下とすることが好ましい。また、それぞれの群15Gの効果を効率よくするため、第1のビア15a、第2のビア15b、第3のビア15cが設けられる絶縁層11cの絶縁層11cの厚みが同じ大きさとなることが好ましい。
The thickness of the insulating
また、金属層18を設ける場合、各ビア15と接続するように各絶縁層11c間に設けておくと、各ビア15間の歪みを抑制することができ、絶縁基板11に変形が生じたり、絶縁基板11にクラックが生じやすくなることを抑制し、X線を良好に検出することができる。
Further, when the
また、図6〜図9に示す例においては、面状の補助金属層19が、第1主面11aと配線導体14との間に設けられているが、複数のビア15が、第1主面11aと配線導体14との間、すなわち第1主面11a側に偏倚して配置されている場合、第1主面11aと配線導体14との間に面状の補助金属層19が設けられていても構わない。この場合においても、上述と同様に、複数のビア15に対して相対するように配線導体14を配置しているので、複数のビア15の偏倚および密集による応力の偏りを低減することでき、検出素子搭載用基板1の製作時に、例えば焼成における熱収縮による応力で絶縁基板11に変形が生じたり、絶縁基板11にクラックが生じやすくなることを抑制し、X線を良好に検出することができる。
Further, in the examples shown in FIGS. 6 to 9, a planar
また、平面透視において、補助金属層19の領域が群15Gの領域を含むように設けられていると、第2搭載部13の領域に対して、検出素子搭載用基板1の第1主面11a側に照射されたX線を、補助金属層19で減衰することができ、群15Gでより確実に遮断して、第2主面11b側に透過し、電子素子3に照射されるのを効果的に抑制することができX線を良好に検出することができる。
Further, in the plan perspective, if the region of the
第2の実施形態の検出素子搭載用基板1は、上述の第1の実施形態の検出素子搭載用基板1と同様の製造方法を用いて製作することができる。
The detection
(第3の実施形態)
次に、本発明の第3の実施形態による検出装置について、図10を参照しつつ説明する。上記した実施形態の検出装置と異なる点は、平面透視において、群15Gを取り囲むようにダミー金属層20が設けられている点である。
(Third Embodiment)
Next, the detection device according to the third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The difference from the detection device of the above-described embodiment is that the
本発明の第3の実施形態における検出素子搭載用基板1によれば、第1の実施形態の検出装置用基板1と同様に、絶縁基板11の厚み方向において、複数のビア15に対して相対するように配線導体14を配置しているので、複数のビア15の偏倚および密集による応力の偏りを低減することでき、検出素子搭載用基板1の製作時に、例えば焼成における熱収縮による応力で絶縁基板11に変形が生じたり、絶縁基板11にクラックが生じやすくなることを抑制し、X線を良好に検出することができる。
According to the detection
また、ダミー金属層20を設けることにより、例えば検出装置の作動時に電子素子3等の熱が検出素子搭載用基板1に伝わったとしても、群15Gが設けられた絶縁基板11の内側と
、群15Gが設けられていない絶縁基板11の外周部との差により絶縁基板11の外周部に歪みが生じることを抑制し、絶縁基板11に変形が生じたり、絶縁基板11にクラックが生じやすくなることをより良好に抑制し、X線を良好に検出することができる。
Further, by providing the
ダミー金属層20は、ビア15が設けられる絶縁層11cのそれぞれに設けておけばよく、例えば、複数の絶縁層11cにビア15が設けられる場合、複数の絶縁層11cの表面に、平面視にてそれぞれ群15Gを取り囲むように設けておけばよい。
The
ダミー金属層20は、図10に示す例では、平面視にて枠状に形成しているが、複数に分割し、図11に示す例のように、群15Gを取り囲むように配置しても構わない。ダミー金属層20は、絶縁基板11の角部に歪みが生じることを抑制するために、群15Gを取り囲むように、絶縁基板11の角部に配置されていることが好ましい。また、絶縁基板11内に補助金属層が配置されている場合、平面透視において、補助金属層と重なるように設けておいてよい。
In the example shown in FIG. 10, the
ダミー金属層20は、タングステンまたはモリブデンを主原料とした材料が好適に使用され、上述の配線導体14または配線パターン17と同様の材料および方法により製作することができる。ダミー金属層20は、金属層18と同じ材料が用いられ、かつ金属層18と同等の厚み(金属層18の厚み±3μm)に設けられることが好ましい。
A material mainly made of tungsten or molybdenum is preferably used for the
(第4の実施形態)
次に、本発明の第4の実施形態による検出装置について、図12および図13を参照しつつ説明する。上記した第1の実施形態の検出装置と異なる点は、複数のビア15は側面が傾斜した傾斜部15Sを有しており、平面透視において、互いに対向する傾斜部15Sの一部が重なっている点である。第5の実施形態の検出装置において、絶縁基板11の第1主面11a側に設けられたビア15の傾斜部15Sと、絶縁基板11の第2主面11b側に設けられたビア15の傾斜部15Sとが平面透視において重なっている。
(Fourth Embodiment)
Next, the detection device according to the fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 12 and 13. The difference from the detection device of the first embodiment described above is that the plurality of
本発明の第4の実施形態における検出素子搭載用基板1によれば、上下に配置された複数のビア15において傾斜部15S同士の一部が重なることでX線を良好に遮断し、絶縁基板1の第2主面側に透過し、電子素子3に照射されるのを良好に抑制するとともに、絶縁層11a内に径が大きい円柱状のビアを複数設ける場合と比較して、絶縁層11cとビア15との
熱膨張差による応力を抑制し、検出素子搭載用基板1に歪みが生じることを抑制することができ、X線を良好に検出することができる。
According to the detection
絶縁基板11の厚み方向において、ビア15の一方端の径(図13では第1主面側)は、図13に示す例において、ビア15の他方端の径(図13では第2主面側)よりも平面視において、大きくしている。ビア15の一方端の径は、ビア15の他方端の径に対して5%〜20%程度大きくなるように設けられており、ビア15の一方主面側(図13では第1主面側)の傾斜部15Sは、ビア15の第1主面側における一方端の平面方向から鋭角に傾斜し、ビア15の他方主面側(図13では第2主面側)の傾斜部15Sは、平面方向から鈍角に傾斜している。図12および図13に示す例において、ビア15は、側面全周にわたって傾斜部15Sを有しており、円錐台形状である。
In the thickness direction of the insulating
また、縦断面視におけるビア15の傾斜部15Sの傾斜角度は、鋭角である場合、ビア15における一方端面に対して、60°以上89°以下、鈍角である場合、ビア15における他方端面に対して、91°以上120°以下としていると、絶縁層11a内に径が大きい円柱状のビアを
複数設ける場合と比較して、絶縁層11cとビア15との熱膨張差による応力を抑制し、検出素子搭載用基板1に歪みが生じることを抑制することができ、X線を良好に検出することができる。以下において、平面方向から傾斜した傾斜部15Sは、縦断面視において、ビア
15における第1主面側の端面と傾斜した側面との角を傾斜部15Sの角度とする。
Further, the inclination angle of the inclined portion 15S of the via 15 in the vertical cross-sectional view is 60 ° or more and 89 ° or less with respect to one end surface of the via 15 when it is an acute angle, and with respect to the other end surface of the via 15 when it is obtuse. When the temperature is 91 ° or more and 120 ° or less, the stress due to the difference in thermal expansion between the insulating
The angle between the end surface on the first main surface side and the inclined side surface in 15 is defined as the angle of the inclined portion 15S.
ビア15は、格子状である格子部全体にわたって傾斜部15Sを有していることが好ましく、延出部Lを有する場合には、延出部Lにおいても、傾斜部15Sを有している、すなわち、検出素子搭載用基板1全体にわたって設けられていると、検出素子搭載用基板1に歪みが生じることをより抑制することができ、より効果的にX線を良好に検出することができる。
The via 15 preferably has an inclined portion 15S over the entire lattice-shaped lattice portion, and when the via 15 has an extending portion L, the extending portion L also has an inclined portion 15S. That is, if it is provided over the entire detection
また、ビア15は、絶縁基板11の厚み方向の全体にわたって、それぞれのビア15が傾斜部15Sを有していると、上下に配置された複数のビア15が傾斜部15S同士の重なることでX線を良好に遮断し、絶縁基板11の第2主面側に透過し、電子素子3に照射されるのを良好に抑制し、X線を良好に検出することができる。
Further, in the via 15, if each via 15 has an inclined portion 15S over the entire thickness direction of the insulating
このようなビア15は、例えば、絶縁基板11用のセラミックグリーンシートに金型またはパンチングによる打ち抜き加工またはレーザー加工等の加工方法によってビア15用の貫通孔を形成する際に、一方の開口径が他方の開口径よりも大きくなるように貫通孔を形成し、この貫通孔にビア15用のメタライズペーストをスクリーン印刷法等の印刷手段によって充填しておき、絶縁基板11用のセラミックグリーンシートとともに焼成することによって形成される。
One of the
また、ビア15は、図14に示す例のように、絶縁基板11の厚み方向において、ビア15の途中より傾斜した傾斜部15Sを有するものであっても構わない。この場合、大きなビアを複数設ける場合と比較して、絶縁層11cとビア15との熱膨張差による応力を抑制し、検出素子搭載用基板1に歪みが生じることを抑制することができ、X線を良好に検出することができる。さらに、ビア15の途中より傾斜した傾斜部15Sが傾斜のない部分とも重なるようにすることで、X線を効果的に遮断し、絶縁基板11の第2主面側に透過し、電子素子3に照射されるのを効果的に抑制し、X線をより良好に検出することができる。
Further, as in the example shown in FIG. 14, the via 15 may have an inclined portion 15S inclined from the middle of the via 15 in the thickness direction of the insulating
また、ビア15は、絶縁基板11の厚み方向において、ビア15の中心側に凸曲面状の傾斜部15Sであっても構わない。この場合、傾斜部15Sの両端部を結ぶ仮想線が、上記の傾斜角度であることが好ましい。
Further, the via 15 may be an inclined portion 15S having a convex curved surface on the center side of the via 15 in the thickness direction of the insulating
また、複数のビア15は、図14に示す例のように、平面方向から鈍角に傾斜した傾斜部15Sを有する第1のビア15aと平面方向から鋭角に傾斜した傾斜部15Sを有する第2のビア15bとを含んでいると、大きな径部分同士が接するように重なるので、X線を良好に遮断し、絶縁基板1の第2主面側に透過し、電子素子3に照射されるのを良好に抑制し、X線
を良好に検出することができる。
Further, as shown in the example shown in FIG. 14, the plurality of
また、複数のビア15は、平面方向から鈍角に傾斜した傾斜部15Sを有する複数の第1のビア15aまたは平面方向から鋭角に傾斜した傾斜部15Sを有する複数の第2のビア15bを含んでいると、平面透視で大きな径部分が重なるので、X線を良好に遮断し、絶縁基板11の第2主面側に透過し、電子素子3に照射されるのを良好に抑制し、X線を良好に検出することができる。
Further, the plurality of
第4の実施形態の検出素子搭載用基板1において、ビア15が設けられた3つの絶縁層11cを1つの組11Gとし、これらの1つの組11Gを、絶縁基板11の厚み方向に複数積層、すなわち、複数の組の11Gが絶縁基板11の厚み方向に配置されるようにしても良い。この場合、絶縁基板11の厚み方向に連続してビア15を設ける場合と比較して、それぞれの群15Gを分散して配置することにより、群15Gにおける効果を効率よくすることができる。また、上述と同様に、それぞれの絶縁層11cの厚みが同じ大きさとなる、すなわち均等に設け
ることが好ましい。
In the detection
ビア15は、図13〜図15に示すように、1つの絶縁層11c内の格子状である格子部全体にわたって、絶縁層11cの一方面側におけるビア15の径が、絶縁層11cの他方面側におけるビア15の径よりも大きい、すなわち1つの絶縁層11c内では、ビア15の径が大きくなる面が同じ方向であることが好ましい。
As shown in FIGS. 13 to 15, the via 15 has a diameter of the via 15 on one side of the insulating
また、第4の実施形態の検出素子搭載用基板1においても、上述と同様の理由により、第1のビア15a、第2のビア15b、第3のビア15cが設けられた全ての絶縁層11cのそれぞれに延出部Lを設けることが好ましい。
Further, also in the detection
第4の実施形態の検出素子搭載用基板1は、上述の第1の実施形態の検出素子搭載用基板1と同様の製造方法を用いて製作することができる。
The detection
本発明は、上述の実施の形態の例に限定されるものではなく、種々の変更は可能である。例えば、絶縁基板11は、平面視において、側面または角部に切欠き部や面取り部を有している矩形状であっても構わない。
The present invention is not limited to the examples of the above-described embodiments, and various modifications can be made. For example, the insulating
また、第1の実施形態において、図4に示す例のように、ビア15を複数の絶縁層11cに配置し、平面透視においてこれらのビア15同士が互いに重なるように設けている例を示しているが、第2、第3の実施形態の検出素子搭載用基板1においても、ビア15を複数の絶縁層11cに配置し、平面透視において、これらのビア15同士が互いに重なるように設けても構わない。
Further, in the first embodiment, as in the example shown in FIG. 4, an example in which the
また、金属層18、補助金属層19、ダミー金属層20は、第1〜第4の実施形態のいずれかの検出素子搭載用基板1に用いても良い。
Further, the
また、検出素子搭載用基板1は、多数個取り検出素子搭載用基板の形態で製作されていてもよい。
Further, the detection
1・・・・検出素子搭載用基板
11・・・・絶縁基板
11a・・・第1主面
11b・・・第2主面
12・・・・第1搭載部
13・・・・第2搭載部
14・・・・配線導体
15・・・・ビア
15a・・・第1のビア
15b・・・第2のビア
15c・・・第3のビア
15G・・・(複数のビアの)群
15S・・・傾斜部
16・・・・接続導体
17・・・・配線パターン
18・・・・金属層
19・・・・補助金属層
20・・・・ダミー金属層
2・・・・検出素子
3・・・・電子素子
4・・・・接続部材
1 ... Substrate for mounting detection elements
11 ... Insulated substrate
11a ・ ・ ・ First main surface
11b ・ ・ ・ 2nd main surface
12 ... 1st mounting part
13 ... 2nd mounting part
14 ... Wiring conductor
15 ... Via
15a ・ ・ ・ First beer
15b ・ ・ ・ Second via
15c ・ ・ ・ Third beer
15G ... (of multiple vias) group
15S ・ ・ ・ Inclined part
16 ... Connecting conductor
17 ... Wiring pattern
18 ... Metal layer
19 ... Auxiliary metal layer
20 ...
Claims (13)
前記配線導体および前記接続導体は、検出素子または電子素子に電気的に接続されるものであり、
前記絶縁基板の厚み方向において、前記複数のビアは、前記配線導体に接続しておらず、前記第1主面または前記第2主面と前記配線導体との間に設けられていることを特徴とする検出素子搭載用基板。 A first main surface, a first mounting portion on which a detection element for detecting X-rays is mounted on the first main surface, a second main surface facing the first main surface, and an electronic element on the second main surface. It has a rectangular insulating substrate in a plan view, including a second mounting portion for mounting, a wiring conductor provided inside, a connecting conductor connected to the wiring conductor, and a plurality of vias formed in a group. And
The wiring conductor and the connecting conductor are electrically connected to a detection element or an electronic element.
The plurality of vias are not connected to the wiring conductor in the thickness direction of the insulating substrate, and are provided between the first main surface or the second main surface and the wiring conductor. Substrate for mounting the detection element.
平面透視において、前記群の外縁部は前記第2主面の前記接続導体より外側に位置していることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の検出素子搭載用基板。 The connection conductor is led before Symbol second major surface,
The substrate for mounting a detection element according to any one of claims 1 to 3, wherein the outer edge portion of the group is located outside the connecting conductor of the second main surface in plan perspective.
前記複数のビアが前記第2主面と前記配線導体との間に設けられており、
前記第1主面と前記配線導体との間に面状の補助金属層が設けられていることを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれかに記載の検出素子搭載用基板。 In the thickness direction of the insulating substrate
The plurality of vias are provided between the second main surface and the wiring conductor.
The substrate for mounting a detection element according to any one of claims 1 to 4, wherein a planar auxiliary metal layer is provided between the first main surface and the wiring conductor.
前記複数のビアが前記第1主面と前記配線導体との間に設けられており、
前記第2主面と前記配線導体との間に面状の補助金属層が設けられていることを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれかに記載の検出素子搭載用基板。 In the thickness direction of the insulating substrate
The plurality of vias are provided between the first main surface and the wiring conductor.
The substrate for mounting a detection element according to any one of claims 1 to 4, wherein a planar auxiliary metal layer is provided between the second main surface and the wiring conductor.
平面透視において、互いに対向する該傾斜部の一部が重なっていることを特徴とする請求項1乃至請求項8のいずれかに記載の検出素子搭載用基板。 The plurality of vias have an inclined portion whose side surface is inclined.
The substrate for mounting a detection element according to any one of claims 1 to 8, wherein a part of the inclined portions facing each other overlaps each other in plan perspective.
前記第1搭載部に搭載された検出素子と、
前記第2搭載部に搭載された電子素子とを有することを特徴とする検出装置。 The substrate for mounting the detection element according to any one of claims 1 to 11.
The detection element mounted on the first mounting portion and
A detection device having an electronic element mounted on the second mounting portion.
前記接続パッドにはんだを介して接続された請求項12に記載の検出装置とを有することを特徴とする検出モジュール。 Module board with connection pad and
The detection module according to claim 12, further comprising the detection device according to claim 12, which is connected to the connection pad via solder.
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